По оценкам ВОЗ, болезни, передающиеся переносчиками, составляют более 17% всех инфекционных заболеваний в мире и являются причиной более 700 000 смертей в год.
Комары, которые, как утверждают некоторые, являются самыми неприятными среди переносчиков, распространяют среди людей такие заболевания, как малярия, лихорадка денге и Зика, вызывая разрушительные болезни и смерть во всем мире. По данным ВОЗ, в 2020 году от малярии умерло 627 000 человек, причем большинство из них - дети в возрасте до пяти лет. Денге добавляет еще 40 000 к ежегодному числу смертей (ВОЗ).
В связи с растущей угрозой изменения климата исследователи изучают, как комары будут адаптироваться к потеплению климата и какое влияние это может оказать на их способность передавать патогены, или организмы, вызывающие заболевания, человеку.
Исследователь Кортни Мердок, доцент кафедры энтомологии Корнельского университета в Нью-Йорке, при поддержке Национального института аллергии и инфекционных заболеваний США (NIAID) изучает экологические факторы передачи малярии и взаимодействие между переносчиками, патогенами и позвоночными хозяевами. Она обнаружила, что изменение климата может увеличить экономическое и медицинское бремя трансмиссивных заболеваний за счет изменения иммунных реакций переносчиков, расширения их географического распространения и изменения их поведения. NIAID побеседовал с доктором Мердок, чтобы узнать больше о работе ее исследовательской группы.
Как факторы окружающей среды влияют на комаров и их способность передавать возбудителей болезней?
Поскольку комары являются эктотермными, или хладнокровными, температура оказывает большое влияние практически на все аспекты их жизненного цикла. Это связано с тем, что температура их тела быстро реагирует на изменения температуры окружающей среды. Это оказывает важное влияние на скорость метаболизма, физиологию, развитие, выживание, активность, среду обитания, а также на общую приспособленность.
Влажность также имеет большое значение. Температура и влажность влияют на стресс от высыхания (десикации), который испытывает организм. Например, взрослые комары, живущие в теплой, засушливой среде, будут подвержены большему стрессу десикации, если вода ограничена, чем комары, живущие во влажной, теплой среде. В целом, доступность воды и температурные ограничения являются важными факторами, определяющими распространение комаров по всему миру. Если окружающая среда климатически подходит для комаров, то популяции комаров теоретически могут быть больше. Они могут сохраняться дольше и потенциально быть активными в течение более длительного времени суток или сезона.
Почему ожидается, что потепление климата приведет к появлению большого количества людей, подверженных заболеваниям, переносимым комарами?
Если мы говорим только о температуре и термической приспособленности, то можно ожидать, что по мере потепления в северных широтах окружающая среда станет более подходящей для передачи заболеваний. Но на какие заболевания, переносимые комарами, изменение климата повлияет больше всего? Я бы ожидала, что это будут болезни, которые передаются переносчиками, активными в дневное время - такими как комары Aedes, переносчики денге, Зика и других болезней - и, вероятно, не с такой высокой скоростью передачи, как мы можем наблюдать в настоящее время в тропиках.
Например, в США я не ожидаю, что малярия станет проблемой в будущем, потому что комары Anopheles кусают ночью. У нас есть жилье с кондиционерами и экранами, которые не позволяют этим переносчикам проникать внутрь и выходить наружу. Таким образом, мы взаимодействуем с комарами в нашей среде иначе, чем в других регионах мира, где трансмиссивные заболевания в настоящее время являются большой проблемой, и у нас достаточно широкий доступ к ресурсам здравоохранения. В районах, где температура в настоящее время оптимальна для передачи инфекции, если температура сдвинется от оптимальной, можно сделать прогноз, что количество заболеваний, переносимых комарами, уменьшится.
Каковы наибольшие трудности в моделировании влияния потепления на передачу болезней, переносимых комарами?
Одной из самых больших проблем является недостаток высококачественных данных, которые могут быть использованы для обоснования некоторых из этих моделей. В частности, нам не хватает данных из различных систем о том, как изменения в окружающей среде повлияют на признаки, определяющие динамику популяции комаров и передачу заболеваний. Существуют статистические модели, которые хорошо предсказывают определенный набор сценариев, но эти модели могут потерпеть неудачу, когда эти сценарии изменятся. Существуют также модели, учитывающие биологию системы и известные взаимосвязи, которые хорошо предсказывают изменения, но они очень требовательны к данным. Именно попытка сбалансировать требующую данных сущность этих моделей с недостатком высококачественных данных является настоящей проблемой.
Какую пользу приносят ваши исследования общественному здравоохранению?
Я думаю, что цель моей исследовательской программы заключается в том, что полученные нами данные о том, как ключевые переменные окружающей среды влияют на популяции комаров и передачу заболеваний, позволят нам построить более точные и достоверные модели прогнозирования. Затем эти модели можно будет использовать в сочетании с мерами вмешательства, чтобы проактивно мобилизовать усилия по вмешательству или направить усилия по вмешательству на регионы мира или даже на более мелкие масштабы в пределах города, чтобы усилить контроль над заболеваниями.
Над какими исследовательскими проектами вы работаете в настоящее время, что вас больше всего радует?
Сейчас у меня есть один проект, поддерживаемый NIAID в котором исследуется взаимодействие температуры и относительной влажности, влияющее на передачу малярии в городах. Было проделано много работы с температурой, но не с другими переменными окружающей среды. И еще меньше работ, посвященных взаимодействию переменных окружающей среды, а они определенно будут взаимодействовать. Этот грант интересен тем, что он сочетает в себе крупномасштабные экологические эксперименты в лаборатории с переносчиком и паразитом, направленные на определение взаимосвязей с окружающей средой. Затем мы берем эти данные и помещаем их в новые модели, чтобы предсказать, как городская малярия изменяется сезонно и пространственно в пределах города. Результаты этой работы помогут местным муниципалитетам получить больше информации о мерах по борьбе с малярией.
